[发明专利]基于光纤干涉仪的矢量光纤传感探头及井下矢量加速度计

权利要求书

1.一种基于光纤干涉仪的矢量光纤传感探头，其特征是：包括第一加速度计（300）、第二加速度计（310）、第三加速度计（320）、密封盖（33）、外圆筒（34）、防水密封光缆接头（32）和内部填充阻尼液（35），第一加速度计（300）、第二加速度计（310）和第三加速度计（320）均是单轴加速度计且结构形式相同，三个加速度计主框架首尾固定相连，各加速度计的敏感轴方向与矢量光纤传感探头轴线方向呈夹角θ，三个加速度计分别朝向三个不同方向、120°交叉堆叠放置，每两个加速度计朝向之间夹角为120°，三个加速度计成一体装入外圆筒（34）内部并与外圆筒固定，外圆筒（34）通过密封盖（33）固定密封，防水密封光缆接头（32）安装到光纤传感探头主框架（307）的密封接头安装孔位（3072），外圆筒（34）内部填充阻尼液（35）；第一加速度计（300）包括第一跑道型光纤环（304）、第二跑道型光纤环（305）、等强度悬臂梁（306）、一分三耦合器（301）、第一耦合器（302）、第二耦合器（303）、光纤传感探头主框架（307）、悬臂梁固定压片（308）、质量块（309），第一跑道型光纤环（304）和第二跑道型光纤环（305）粘贴于等强度悬臂梁（306）的上下两表面的中间区域（3062）位置，一分三耦合器（301）、第一耦合器（302）和第二耦合器（303）固定于光纤传感探头主框架（307）的背面中间区域（3075）位置，其中一分三耦合器（301）是三个加速度计共用的耦合器，通过悬臂梁固定压片（308）将等强度悬臂梁（306）的一端（3061）固定到光纤传感探头主框架（307）的悬臂梁安装位（3073），质量块（309）固定到等强度悬臂梁（306）的另一端（3063）；所述的第一加速度计（300）包括主框架（307）、悬臂梁固定压片（308）、等强度悬臂梁（306）、质量块（309），

1）主框架（307）包括密封圈安装槽（3071），密封接头安装孔位（3072），悬臂梁安装位（3073），正面中间区域（3074），背面中间区域（3075），末端支撑柱（3076），端盖法兰（3077），框架连接孔（3078），光纤穿纤孔（3079）；光纤传感探头主框架（307）两端呈圆柱形，中间呈长方形（3074、3075），密封圈安装槽（3071）部分的外径和末端支撑柱（3076）的直径一致，小于外圆筒（34）的内径；中间长方形（3074、3075）的宽度小于末端支撑柱（3076）的直径；端盖法兰（3077）的直径大于密封圈安装槽（3071）部分的外径，与外圆筒（34）的外径一致；悬臂梁安装位（3073）底部的倾角为θ，其长度和等强度悬臂梁较厚一端（3061）厚度不变区域长度一致，宽度和等强度悬臂梁较厚一端（3061）厚度不变区域宽度一致；第一加速度计（300）、第二加速度计（310）和第三加速度计（320）的主框架（307、317、327）通过框架连接孔（3078、3178）连接形成一个整体；

2）悬臂梁固定压片（308）整体呈长方形，其长度和等强度悬臂梁较厚一端（3061）厚度不变区域长度一致，宽度和等强度悬臂梁较厚一端（3061）厚度不变区域宽度一致，两个固定孔（3081）对称分布，间距和安装固定孔（3064）一致；

3）等强度悬臂梁（306）整体呈长方形，两端厚度不一致，厚端（3061）有一段厚度不变的区域，两个安装固定孔（3064）对称分布，间距和固定孔（3081）一致，薄端（3063）有一段厚度不变区域；较厚一端（3061）与较薄一端（3063）之间的中间区域（3062）厚度逐渐变小；

4）质量块（309）整体呈长方形，长度和等强度悬臂梁较薄一端（3063）厚度不变区域长度一致；在一侧有一个安装固定槽（3091），槽的长度和等强度悬臂梁较薄一端（3063）厚度不变区域长度一致，宽度和等强度悬臂梁较薄一端（3063）厚度不变区域厚度一致，深度和等强度悬臂梁较薄一端（3063）厚度不变区域宽度一致；

5）密封盖（33）包括密封盖密封圈安装槽（3301）、密封盖法兰（3302），整体呈圆形；密封盖密封圈安装槽（3301）部分的外径与光纤传感探头主框架（307）的密封圈安装槽（3071）部分的外径一致，密封盖法兰（3302）直径与外圆筒（34）的外径一致；

6）外圆筒（34）整体呈圆筒形，外径与光纤传感探头主框架（307）的端盖法兰（3077）外径一致，内径大于光纤传感探头主框架（307）的密封圈安装槽（3071）部分的外径；

第二加速度计（310）和第三加速度计（320）的组成及特征与第一加速度计（300）一致。